Model trhu s podpůrnými službami · 1 Model trhu s podpůrnými službami v prostředí Matlab/Simulink Petr Horáček, Petr Havel, ČVUT FEL Praha Josef Fantík, ČEPS, a.s. Seminář

1

Model trhus podpůrnými službamiv prostředí Matlab/Simulink

Petr Horáček, Petr Havel, ČVUT FEL PrahaJosef Fantík, ČEPS, a.s.

SeminářModerní nástroje pro finanční analýzu a modelování

Humusoft - ČNB, Praha 23.5.2007

2

Úvod ČEPS, a.s. – provozovatel přenosové soustavy

Zákonné povinnosti

UCTE a Kodex

Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase

Rizika spojená se zajišťováním SyS

Úloha nákupu PpSdefinice

kvantifikace

použití

3

Licence ČEPS, a.s.

ČEPS, a.s., působí na území České republiky jako provozovatel přenosové soustavy na základěvýhradní licence na přenos, udělené Energetickým regulačním úřadem podle Energetického zákona č. 458/2000 Sb.

ČEPS, a.s., je držitelkou monopolní licence na poskytování přenosových a systémových služeb, udělené Energetickým regulačním úřadem v květnu 2001

Licence je platná do roku 2026

4

ČEPS, a.s. 5,5 tis. km vedení VVN30 stanic VVN65 transformátorů17 000 MVA transformační výkon63 TWh přenesené energie ročně1,4 TWh regulační energie11 397 MW maximum zatížení dne 25.01.2006 v 15:00

5

Zákonné povinnosti

ČEPS, a.s., v souladu s Energetickým zákonem č. 458/2000 Sb. plní tyto základní povinnosti:

zajišťuje spolehlivé provozování a rozvoj přenosové soustavy

poskytuje přenos elektřiny na základě uzavřených smluv

řídí toky elektřiny v přenosové soustavě při respektovánípřenosů elektřiny mezi propojenými soustavami ostatních států a ve spolupráci s provozovateli distribučních soustav v elektrizačnísoustavě,

odpovídá za zajištění systémových služeb pro elektrizačnísoustavu na úrovni přenosové soustavy.

6

Systémové služby

Zákončinnosti provozovatele přenosové soustavy a provozovatelůdistribučních soustav pro zajištění spolehlivého provozu elektrizační soustavy České republiky s ohledem na provoz v rámci propojených elektrizačních soustav, …

Kodex PSUdržování kvality elektřiny (frekvence, napětí, sinusovka, stabilita) Udržování výkonové rovnováhy v reálném časeObnovení provozu ( Plán obnovy, schopnost ostrovního provozu, schopnost startu ze tmy, atd.) Dispečerské řízení

7

Mezinárodní propojení a UCTE

Synchronní propojení24 zemí450 mil. lidíRoční spotřeba 2 300 TWh200 000 km vedení

8

9

Udržování výkonové rovnováhyv reálném čase

ES ČR

VýrobaSpotřeba

Propojený systém UCTE

Saldo (Import - Export) Regulační energieze zahraničí

Regulační energiedomácí

+/- ΔG+/- ΔL

+/- ΔS

☺

10

Obecné riziko zajišťování SySPokud v každém časovém okamžiku nemá dispečer k dispozici dostatek PpS k vyrovnání systémové výkonovéodchylky dochází k neplánovaným přetokům energie do/ze zahraničí.

Rozhodnutí z variant:Porušení mezinárodních pravidelRegulační stupeň, omezení spotřeby nebo výroby v ČR

Řízení rizik v oblasti SyS/PpSNáklady na PpS (dodržení rozpočtu stanovaného ERÚ)

Riziko nedostatku PpS

Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase 11

Regulované prostředí Trh

Koncept SyS/PpS

Systémové službyUdržování výkonové rovnováhy v reálném

časeUdržování kvality elektřiny (frekvence,

napětí, sinusovka, stabilita) Obnovení provozu (Plán obnovy, schopnost

ostrovního provozu, schopnost startu ze tmy, atd.)

Dispečerské řízení

Podpůrné služby • PR• SR• TR• QS• Jiné rezervy • Řízení U/Q• Black start• Ostrovní provoz

ČEPS

Zákazníci Dodavatelé

Kč Kč

12

ELEKTŘINA

SE SyS

SPOLEHLIVOST

TRH

ÚD ČEPS

Odchylka salda výkonu v soustavěa její vyrovnávání

výroba silovéelektřiny ČR

+autoregulace

výroba silovéelektřiny ČR

+autoregulace

+

regulační výkontuzemský

regulační výkontuzemský +

zatížení ČR nettozatížení ČR netto +

čerpání PVEčerpání PVE

ztráty v sítíchztráty v sítích +

vlastní spotřebavlastní spotřeba +

+

regulacevýroby

(aktivace PpS)

regulace na straněspotřeby

(aktivace PpS)

Standardní prostředky PpS:• PR

• SR• TR• QS• DZ

Standardní prostředky PpS:• ZZ

princip solidarity

+-

neplánovaný import

neplánovaný export

dPC

+

_

MW

rezervovaný výkondané služby

čas

limity regulačního výkonu

+

−

plánované (okamžité) saldopřeshraničních výměn

import SEplánovaný

export SEplánovaný

[MW]

+

−

saldo ČR = zatížení ČR – výroba ČR

výrobabrutto

zatíženíbrutto

[MW]

[MW]

[MW]

Zahraniční prostředky PpS: • Havarijní výpomoc HV• Dovoz regulační energie EregZ

−

+import regulačního výkonu

export regulačního výkonu

regulace,odpínání spotřebyregulace,

odpínání spotřeby −

aktivaceregulačního

výkonu

do výšerezervace

14

Užití modelu SESyS

Modelování pravděpodobného chování elektrizačnísoustavy bez regulačních zásahů provozovatele PSOdhad výše a cen rezervních výkonů nabízených poskytovaliOdhad výše nákladů na rezervaci podpůrných služeb při různých požadavcích na spolehlivost elektrizační soustavyOdhad délky trvání a velikosti odchylky salda výkonu v soustavě při různých scénářích

chování výrobcůrezervace výkonů provozovatelem přenosové soustavyvyužití rezervních výkonů provozovatelem přenosové soustavy

... Ukázky analýz :

nízká

Závislost ceny nákupu PpSna požadované spolehlivosti

24

68

1012

2

4

6

8

10

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

x 109

Pozadovana dE20Pozadovaná dP100

Cen

ace

na n

ákup

u Pp

S[m

iliard

yKč

]

rdP [%]

požadovaná úroveň spolehlivosti

rdE [%]

vysoká

vysoká

3,2

4,6

Náklady na rezervaci PpSpři různých strategiích zajištění spolehlivého provozu ES

souhrnné potřeby rezerv zvýšeny na úroveň 2200MWsouhrnné potřeby rezerv zvýšeny na úroveň 1700MW

ref nákup bez DZ, TR a SR(do úrovně zajištění N-1)ref nákup bez DZ a TR

ref nákup bez DZreferenční nákup: podmínky roku 2007 s autoregulací výrobců

1 2 3 4 5 60Scénář

zajištěné výšerezervních výkonů

Nák

lady

[mld

. Kč]

1234567891011121314

010

2030

4050

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Nevyvážené stavy soustavy- výrobci nepokrývají vlastní odchylku

1234568

101624

364878

>78 doba

trván

íodc

hylk

y [h

od]

0-20-50

-100-200

200100

5020

a dále po +100a dále po -100

velikost odchylky (hodinový průměr) [MW]

nedostatek výkonu v ES

přebytek výkonu v ES

6.9534

3.3237

0.5062

0.0259

0.0081

0.0001

0

0.2714

0.0016

0.0645

0.1384

0.9273

1.7183

16.3936

45.6000

rela

tivní

četn

ost o

dchy

lek

sald

a vý

kon

o da

néve

likos

ti a

délc

e trv

ání

[%] 6.9534

3.3237

0.5062

0.0259

0.0081

0.0001

0

0.2714

0.0016

0.0645

0.1384

0.9273

1.7183

16.3936

45.6000

1234567891011121314

010

2030

4050

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1234568

101624

364878

>78 doba

trván

íodc

hylk

y [h

od]

0-20-50

-100-200

200100

5020

a dále po +100a dále po -100

velikost odchylky (hodinový průměr) [MW]

nedostatek výkonu v ES

přebytek výkonu v ES

6.9534

3.3237

0.5062

0.0259

0.0081

0.0001

0

0.2714

0.0016

0.0645

0.1384

0.9273

1.7183

16.3936

45.60006.9534

3.3237

0.5062

0.0259

0.0081

0.0001

0

0.2714

0.0016

0.0645

0.1384

0.9273

1.7183

16.3936

45.6000 - Výrobci nepokrývají vlastní odchylku- Provozovatel PS nevyužívá dvě kategorie PpS

(cílem je zjistit, jak je spolehlivost ovlivněna úsporami)

rela

tivní

četn

ost o

dchy

lek

sald

a vý

kon

o da

néve

likos

ti a

délc

e trv

ání

[%]

Simulace ročního provozu soustavy (vybraná realizace)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

cas [hodiny]

Vyk

on [M

W]

Simulace odchylky salda vykonu a najizdeni regulacnich vykonu pro rok 2007Podminky: SC1 (RPP 2007 bez dlouhodobych kontraktu), autoregulace-OFF, HV-OFF, Ereg-OFF

dPodPcSRTRQSDZ

bez dovozu ze zahraničíbez zásahů provozovatele

se stabilizačními zásahy provozovatele

Simulace ročního provozu soustavy (vybraná realizace)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

cas [hod]

vyko

n [M

W]

Simulace odchylky salda vykonu a najizdeni regulacnich vykonu pro rok 2007Podminky: SC1 (RPP 2007 bez dlouhodobych kontraktu), autoregulace-OFF, HV-OFF, Ereg(RZN30+)-ON

dPodPcSRTRQSDZRZN>30

včetně dovozu ze zahraničíbez zásahů provozovatele

se stabilizačními zásahy provozovatele